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    電站鍋爐主蒸汽管道的定期檢驗

    在熱力發(fā)電廠(chǎng)中，輸送高溫高壓過(guò)熱蒸汽的主蒸汽管道工作的可靠性，不僅直接影響鍋爐的安全運行，而且對整個(gè)熱力發(fā)電系統的正常運轉至關(guān)重要。筆者結合有關(guān)法規、標準和多年實(shí)際工作經(jīng)，輸送高溫高壓過(guò)熱蒸汽的主蒸汽管道工作的可靠性，不僅直接影響鍋爐的安全運行，而且對整個(gè)熱力發(fā)電系統的正常運轉至關(guān)重要。筆者結合有關(guān)法規、標準和多年實(shí)際工作經(jīng)驗，就主蒸汽管道的定期檢驗程序、內容、方法等談?wù)剛€(gè)人看法，供同行。

　　1檢驗前的準備在鍋爐大修前，提前進(jìn)人現場(chǎng)了解大修計劃，商定檢驗日期，指定檢測部位。對劃定的檢測區域及監察管段的保溫層要拆除，露出蠕變測點(diǎn)。查閱原始資料，了解主蒸汽管道的結構、規格、材質(zhì)、壁厚以及安裝質(zhì)量和歷次檢修、檢驗質(zhì)量狀況，審查有關(guān)運行記錄，詳細了解運行過(guò)程中的超溫情況，并制定切實(shí)可行的檢驗方案。

　　2檢驗內容及方法2.1支吊架及保溫層的檢運行過(guò)程中一般每隔2 ~3年應對支吊架的工作狀態(tài)進(jìn)行檢、調整。鍋爐出口鉚定點(diǎn)處的主蒸汽管道在任何溫度情況下應沒(méi)有位移。支吊架應無(wú)彎曲、變形、脫空等現象。彈簧和彈簧盒傾斜偏差不得超過(guò)允許數值，彈簧如被完全壓縮或松弛不受力時(shí)，說(shuō)明支吊架情況己與設計不符，應明原因予以消除。

　　主蒸汽管道的保溫層應嚴密完整，不得有開(kāi)裂、脫落現象，外表面光潔并有標示顏色。保溫層應有較高的保溫性能，保溫層表面溫度應盡可能維持在不高于環(huán)境溫度加25，以減少熱損失。

　　2.2外部宏觀(guān)檢對拆除保溫層的指定檢測管段進(jìn)行宏觀(guān)檢查：管道表面及焊縫應無(wú)裂紋、尖銳劃痕等缺陷，對點(diǎn)狀腐蝕情況應詳細記錄。管道應無(wú)明顯的彎曲、變形，凹陷深度不得超過(guò)1.5mm，凹陷大尺寸不應大于管道周長(cháng)的5%，且不大于40mm. 2.3測厚及無(wú)損探傷檢查測厚及無(wú)損探傷檢的重點(diǎn)是合金異徑管道外彎面、三通肩部和焊縫等應力較高的部位。一般運行5x104h應進(jìn)行首次檢驗，以后每運行2~3年應檢~次。

　　壁厚的檢測應有代表性，對安裝時(shí)選用管壁厚度為大負公差的監察管進(jìn)行定點(diǎn)測厚。應重點(diǎn)抽查外部宏觀(guān)檢查時(shí)發(fā)現的腐蝕區及懷疑部位，其余管段應根據情況實(shí)行定點(diǎn)和非定點(diǎn)測厚。為確保數據的代表性，應有足夠的測厚點(diǎn)數，以檢確認主蒸汽管道壁厚能否滿(mǎn)足強度要求，是否有充足的腐蝕裕量。

　　無(wú)損探傷檢應以表面探傷為主，必要時(shí)也可對焊縫內部質(zhì)量進(jìn)行探傷檢查。表面探傷宜采用磁粉探傷，比例不少于20%；焊縫內部質(zhì)量的檢測一般可采用超聲波、7射線(xiàn)探傷法，對壁厚較薄的主蒸汽管道也可采用X射線(xiàn)探傷法，檢測比例不少于20%焊縫長(cháng)度。

　　蠕變檢每次大修時(shí)須進(jìn)行蠕變測量。為做好蠕變檢工作，蠕變測點(diǎn)處的絕熱保溫材料一般采用超細礦渣棉以便于識別和拆裝，運行中應套上保護罩，并用一段薄鋼板專(zhuān)門(mén)隔開(kāi)，拆裝時(shí)應小心，不碰傷半圓形固定測鈕及其圓形凸頂，以免影響測量數據的準確性。測量工作應由專(zhuān)人采用專(zhuān)用千分卡測量以獲得準確、可靠的數據并整理、計算，出具蠕變速度及蠕變變形量報告，建立專(zhuān)門(mén)的蠕變技術(shù)檔案。進(jìn)行蠕變測量時(shí)，必須同時(shí)測量該點(diǎn)的管壁溫度，并將測量結果換算到0時(shí)的管道直徑。

　　根據電力部門(mén)的規定，鍋爐設備運行10*，主蒸汽管道蠕變變形量不應超過(guò)1%，當蠕變速度超過(guò)該數值時(shí)，其測量間隔時(shí)間應縮短至4000h.金相檢和硬度試驗為了掌握主蒸汽管道在高溫長(cháng)期運行中，金屬組織力學(xué)性能是否改變，是否產(chǎn)生了不允許的微觀(guān)缺陷，因此在運行4xl04h后應進(jìn)行首次檢和試驗，以后重復檢查的時(shí)間，應根據上次檢結果和運行狀況分析后再確定。對發(fā)現有損傷的部位，2 ~3年后須進(jìn)行組織復。方法是：對焊縫，去掉加強面后做復膜金相；對彎管，則主要用復膜金相檢外弧受拉面上變形或應力大處的金相組織及其損傷程度。對于含鉻鉬的低合金鋼蒸汽管道，應檢分析珠光體球化及其組織變化情況。同時(shí)，由于合金鋼主蒸汽管道的金屬顯微組織可因安裝時(shí)熱處理工藝掌握的程度不同而有較大的差別，所以必須與安裝時(shí)備存的金相檢、力學(xué)性能報告進(jìn)行對比分析。

　　2.6割管檢割管檢是指工作溫度大于450*的主蒸汽管道，經(jīng)長(cháng)期運行后，有必要進(jìn)行的一種破壞性檢。它是在確定監察段對整條管道具有代表性后，切割部分監察段（連同焊縫），制成試樣并進(jìn)行相關(guān)的試驗，以掌握主蒸汽管道的力學(xué)性能和組織變化。監察段的割管檢時(shí)間應根據管道平均汽溫、累計超溫情況以及管道的金相檢和硬度試驗結果和蠕變速度等綜合考慮。正常情況下，可在運行6xl04h后進(jìn)行一次割管檢，以后可根據檢驗結果及運行情況縮短至3xl04h左右進(jìn)行一次，其檢試驗項目一般包括：常溫力學(xué)性能、金相及碳化物分析、硬度試驗、蠕變試驗等。

　　2.7材質(zhì)鑒定材質(zhì)鑒定是指主蒸汽管道在接近、達到、超過(guò)設計壽命以及蠕變速度達到10*％/h或實(shí)測蠕變變形量達到1%時(shí)，對主汽管道切割有代表性的管段進(jìn)行組織性能試驗，根據試驗結果得出長(cháng)期運行后材質(zhì)的組織性能水平，并與歷次切割段數據做比較，決定可繼續安全運行的時(shí)間。由于持久強度外推的時(shí)間間隔一般為l5h，所以每次切割段試驗所能決定的繼續安全運行的時(shí)間也是l5h.這一方法，僅是材質(zhì)方面的鑒定，無(wú)法考慮不均勻分布的附加應力對蠕變的影響，因而只能判定應力分布均勻的直管壽命。其檢測項目應包括：化學(xué)成分分析、常溫力學(xué)性能、高溫力學(xué)性能、金相檢、碳化物相成分和結構分析、蠕變極限和持久強度。對已運行10*鋼主蒸汽管道，經(jīng)檢符合下列條件時(shí)，一般可繼續運行至2x105h：①實(shí)測蠕變變形量小于* 5%或大蠕變速度小于0.5xl05%/h.②監察段鋼中碳化物內含鉬量占鋼中總含鉬量的比值：對12CrM、15CrM鋼不超過(guò)70%，對12CnMoV鋼不超過(guò)65%.③監察段金相組織未嚴重球化。

　　3建議3.1抓好新建主蒸汽管道的安裝質(zhì)量，對有關(guān)的設計文件、材質(zhì)證明、施工記錄和各種原始檢測、試驗記錄進(jìn)行搜集、整理并建立檔案。在運行過(guò)程中嚴格執行定期檢驗制度，對檢中發(fā)現的問(wèn)題應及時(shí)解決、處理，確保安全。

　　3.2嚴格控制運行溫度，防止超溫現象發(fā)生。運行溫度是影響主蒸汽管道壽命的主要因素，溫度越高，蠕變速度越快。同時(shí)，溫度也是影響鋼材老化速度的重要因素，溫度越篼，鋼材的組織性質(zhì)變化速度愈快。根據拉爾森一米列爾公式可以得知，當主蒸汽管道鋼材工作溫度提高10，壽命要縮短一半。

　　3.3控制好主蒸汽管道的整體應力，加強對應力集中部位的檢測。應力對主蒸汽管道的影響主要是加速蠕變，局部部位應力集中，容易導致該部位過(guò)早地蠕變破壞。

　　3.4避免鍋爐頻繁啟停。鍋爐的啟停和調峰運行，將導致主蒸汽管道合金彎頭某些部位（如開(kāi)孔、接管和合金彎管等局部峰值應力區域）產(chǎn)生應力交變，易導致主蒸汽管道合金三通產(chǎn)生蠕變疲勞交互作用下的損失。蠕變疲勞交互作用將使主蒸汽管道合金管件的壽命比單純蟠變條件下（即穩定運行工況下）的壽命要短得多。